Materiais para baterias
Material de Anodo de Microesferas de Carbono Mesofásico (MCMB) para Baterias de Íon-Lítio de Alta Densidade Energética
Número do item : CL26
O preço varia com base em especificações e personalizações
- 1ª Capacidade de Descarga
- ≥330 mAh/g
- 1ª Eficiência Coulombiana
- ≥93 %
- Teor de Carbono (C)
- ≥99.9 %
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Visão Geral do Produto
Este material de ânodo de grafite sintético de microesferas de carbono mesofásico (MCMB) de qualidade premium oferece estabilidade eletroquímica excepcional, alta densidade de empacotamento e desempenho de taxa superior para pesquisas de armazenamento de energia de próxima geração. Sintetizado através de condensação térmica controlada e grafitização em alta temperatura, o material apresenta uma morfologia esférica distinta com empilhamento de camadas aromáticas concêntricas. Esta configuração estrutural proporciona caminhos isotrópicos de difusão de íons de lítio, minimizando a polarização durante o ciclo de carga-descarga e permitindo um desempenho consistente em formatos de célula tipo moeda, bolsa (pouch) e cilíndricas.
Projetado especificamente para laboratórios de P&D de baterias, instituições de pesquisa acadêmica e instalações de prototipagem de células em escala piloto, este pó de grafite integra-se perfeitamente às modernas linhas de fabricação de eletrodos. A arquitetura de partículas esféricas garante dispersão uniforme da pasta e reologia estável quando misturada com sistemas de ligantes aquosos ou à base de solvente padrão. Durante o revestimento por lâmina (doctor-blade) ou slot-die em coletores de corrente de cobre, as partículas espalham-se suavemente para produzir filmes de eletrodo homogêneos e sem defeitos, prontos para calandragem de precisão e montagem de células.
Com protocolos rigorosos de controle de qualidade que regem a pureza do carbono, área superficial e contaminantes metálicos traços, este material de ânodo exibe excelente robustez química sob tensões operacionais e regimes de ciclagem exigentes. Sua baixa área superficial específica restringe inerentemente as reações colaterais parasitárias do eletrólito, garantindo alta eficiência coulômbica no primeiro ciclo e retenção de capacidade a longo prazo. Pesquisadores e engenheiros de desenvolvimento podem confiar neste material para dados de base reprodutíveis e formulações químicas avançadas de baterias.
Principais Características
- Morfologia Esférica Brooks-Taylor: A geometria esférica natural proporciona empacotamento isotrópico superior e dissipação uniforme de tensão durante a calandragem do eletrodo, evitando a clivagem das partículas e mantendo a integridade estrutural sob altas pressões de compactação.
- Alta Eficiência Coulômbica Inicial: Entregando uma eficiência de primeiro ciclo ≥93% juntamente com uma capacidade reversível ≥330 mAh/g, este material minimiza o consumo irreversível de lítio e a perda de material ativo durante a formação inicial da interface de eletrólito sólido (SEI).
- Baixa Área Superficial Específica: Uma faixa de área superficial rigidamente controlada de 1,0–2,5 m²/g reduz significativamente a decomposição contínua do eletrólito e a geração de gás, resultando em maior estabilidade de ciclagem e margens de segurança térmica superiores.
- Cinética de Intercalação Otimizada: Superfícies de grafite de plano de borda expostas, distribuídas ao redor do perímetro externo de cada microesfera, facilitam a dessolvatação e inserção rápida de íons de lítio, proporcionando melhor capacidade de carga e descarga em altas taxas.
- Alta Densidade de Batida e Compactação: Com uma densidade de batida entre 1,10 e 1,30 g/ml, este material empacota-se densamente em substratos de folha de cobre, permitindo que os engenheiros de eletrodos alcancem maior densidade energética volumétrica sem sacrificar a condutividade iônica.
- Pureza de Carbono Ultra-Alta: Conteúdo de carbono garantido de ≥99,9% combinado com ferro metálico traço abaixo de 50 ppm elimina riscos de micro-curto-circuito, reduz as taxas de autodescarga e garante medições de base de impedância eletroquímica consistentes.
- Distribuição Estreita do Tamanho de Partícula: A classificação controlada mantém um perfil de distribuição rigoroso (D10: 6,0–9,0 μm, D50: 10,0–14,0 μm, D90: 17,0–24,0 μm), evitando a aglomeração de partículas e promovendo uma homogeneidade excepcional da pasta durante a mistura de alto cisalhamento.
- Ampla Compatibilidade com Ligantes: Funciona de forma confiável com formulações convencionais de ligantes de poliacrilonitrila (PVDF), carboximetilcelulose de sódio (CMC) e borracha estireno-butadieno (SBR), garantindo alta força de adesão e fabricação flexível de eletrodos.
Aplicações
| Aplicação | Descrição | Principal Benefício |
|---|---|---|
| Prototipagem de Células Moeda de Alta Densidade Energética | Testes padrão de meia-célula e célula completa em formatos CR2016, CR2025 e CR2032 para benchmarking de material ativo de base. | Entrega capacidade repetível ≥330 mAh/g e formação estável de SEI para análises comparativas acadêmicas e de P&D precisas. |
| Desenvolvimento de Células Pouch de Carregamento Rápido | Fabricação de células pouch empilhadas multicamadas avaliando a capacidade de taxa rápida e desempenho cinético em baixa temperatura. | A orientação do plano de borda permite o transporte radial acelerado de íons de lítio, reduzindo a polarização durante ciclos de carregamento rápido. |
| Estudos de Calandragem de Precisão de Eletrodos | Pesquisa de prensagem por rolo de alta pressão e calandragem aquecida visando revestimentos de eletrodos ultradensos. | Partículas esféricas suportam cargas de prensagem linear de várias toneladas sem fraturar, atingindo a densidade volumétrica alvo. |
| Caracterização de Aditivos de Eletrólito e SEI | Avaliação de novos aditivos formadores de filme, líquidos iônicos e interfaces de eletrólito de estado sólido. | A baixa área superficial de base fornece uma interface excepcionalmente limpa para rastrear mecanismos específicos de passivação de aditivos. |
| Pesquisa de Células de Estado Sólido e Híbridas | Integração em matrizes de eletrólito sólido composto (CSE) e fluxos de trabalho de processamento de eletrodo seco. | A forma isotrópica da partícula permite contato ponto-a-ponto uniforme com eletrólitos sólidos, reduzindo a resistência de transferência de carga interfacial. |
| Revestimento de Pasta Roll-to-Roll em Escala Piloto | Revestimento contínuo em substratos de folha de cobre usando sistemas piloto de lâmina (doctor-blade) e slot-die. | A distribuição consistente do tamanho de partícula evita o entupimento do bocal e o estriamento de aglomerados, proporcionando alta uniformidade de carga de massa. |
Especificações Técnicas
| Parâmetro / Item de Teste | Sub-Parâmetro | Unidade | Padrão de Especificação | Instrumento e Método de Teste |
|---|---|---|---|---|
| Identificador do Produto | Código do Modelo | — | CL26 | Padrão do Fabricante |
| Distribuição de Tamanho de Partícula (PSD) | D10 | μm | 6,0 – 9,0 | Analisador de Tamanho de Partícula a Laser Malvern Mastersizer 2000 |
| D50 | μm | 10,0 – 14,0 | Analisador de Tamanho de Partícula a Laser Malvern Mastersizer 2000 | |
| D90 | μm | 17,0 – 24,0 | Analisador de Tamanho de Partícula a Laser Malvern Mastersizer 2000 | |
| Teor de Umidade | Conteúdo de Água | % | ≤ 0,2 | Analisador de Medidor de Umidade de Precisão |
| Pureza do Carbono (C) | Carbono Total | % | ≥ 99,9 | Forno de Aquecimento Sartorius KSW / Análise Gravimétrica |
| Área Superficial Específica (SSA) | Área Superficial BET | m²/g | 1,0 – 2,5 | Instrumento de Teste de Adsorção de Nitrogênio BET |
| Densidade de Batida (TAP) | Densidade Volumétrica | g/ml | 1,10 – 1,30 | Instrumento Automatizado de Densidade de Batida Mecânica |
| Capacidade Eletroquímica | 1ª Capacidade de Descarga | mAh/g | ≥ 330 | Teste de Moeda Meia-Célula CR2032 (0,1C vs. Li/Li+) |
| Eficiência Eletroquímica | 1ª Eficiência Coulômbica | % | ≥ 93 | Teste de Moeda Meia-Célula CR2032 (0,1C vs. Li/Li+) |
| Contaminantes Metálicos Traços | Ferro (Fe) | ppm | ≤ 50 | Espectrometria de Emissão Óptica por Plasma Acoplado Indutivamente (ICP) |
Por que Escolher Este Produto
- Consistência Morfológica Projetada: A estrutura de microesferas esférica e uniforme elimina a geometria irregular de flocos encontrada no grafite natural padrão, proporcionando características de fluxo previsíveis, espessura de revestimento uniforme e condutividade elétrica isotrópica.
- Tolerância Superior à Pressão: Construído para suportar altas forças de compactação durante a prensagem por rolo aquecida e automática, este material atinge densidades energéticas volumétricas ideais sem desintegração de partículas ou delaminação do substrato de cobre.
- Controle de Qualidade Rigoroso Lote a Lote: Cada lote é submetido a rigorosa espectrometria ICP, granulometria por difração a laser e testes de área superficial BET, garantindo níveis de impureza ultra-baixos e reprodutibilidade de base confiável em estudos de pesquisa.
- Compatibilidade Total com o Fluxo de Trabalho: Combina perfeitamente com misturadores de pasta de laboratório, máquinas de revestimento de eletrodos, sistemas de calandragem de precisão e equipamentos de crimpagem de células moeda para integração perfeita nas linhas de fabricação de baterias existentes.
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